微波传输无线电磁环境监测系统

分类：应用电子技术论文发表 时间：2019-11-27 11:53 关注：(1)

　　本文介绍了中央电视台建设的无线电磁环境监测系统，该系统分布式部署三个监测节点，每个监测节点可对周边无线电环境进行实时监测和记录，可设置频谱报警曲线，进行报警信息记录及提醒，所有节点的监测数据及报警信息实时通过网络传输汇至服务器，供技术人员查看及分析。

　　关键词：微波传输;无线电磁环境监测

　　随着科技的发展，无线电技术也取得了长足的发展，涉及到无线电的业务也越来越广泛，台站的数量也在不断增加，同时出现的问题就是无线电频谱资源越来越紧张，无线电电磁环境也变得越来越复杂。中央电视台大型外场直播中，无线微波传输视音频信号的需求越来越多，无线设备使用越来越频繁，且多为重要的无可替代的机位。转播区域内复杂的电磁环境严重影响了中央电视台电视直播中使用微波传输信号的安全性，故中央电视台需要实时监控转播区域内的无线电磁环境，寻找合适干净的无线频点使用，为直播提供无线频率使用参考依据，确保大型直播中微波等无线传输链路稳定，以保障播出安全。基于以上原因，为了更好地掌握无线电电磁环境的变化，做好无线电电磁环境的监测工作，中央电视台建设了一套无线电磁环境监测系统，此系统分布式部署三个监测节点，每个监测节点可对周边无线电环境进行实时监测和记录，可设置频谱报警曲线，进行报警信息记录及提醒，所有节点的监测数据及报警信息实时通过网络传输汇至服务器，供技术人员查看及分析。

　　中央电视台采用了德力电子仪器有限公司的MC8000无线电磁环境监测系统，该系统在直播开始前，可快速定位干扰直播信号的发射源，方便现场技术人员为信号的传输和备用频段查找相对干净的信道。在直播过程中，在任何时间、任何地点、都可以通过不同设备上的浏览器，实时查看所监测频段的频谱数据。该系统同时支持使用配备的管理软件导出测试节点的频谱记录文件，通过对该文件进行频谱记录历史回放和数据分析，可为问题复查和下次直播提供参考依据。频谱监测系统的节点终端设备由三个频谱板卡组成，可同时监测9kHz~3.0GHz，9kHz~6.0GHz，6.0GHz~7.5GHz三个频段的频谱，并无缝记录全部频谱数据。这比只用一个模块通过扫描模式监测三个频段的方式，扫频速度更快，实时频谱信息记录更快、更完整。该终端设备的三个频谱监测模块可连接三根不同频段的扫频天线，同时对多个频段的频谱进行实时监测，为直播频率确定备用频段。当用户在使用微波传输视音频信号时，发现一个频段有干扰，需要紧急切换到另一个频段时，根据对备用频段的监测结果，可以迅速决定应该切换到一个干扰较小的频段上。该终端设备内置固态硬盘，缺省容量为128G，可连续无间断地存储多天的频谱数据。所有的监测频谱扫描数据和报警信息全部存储于固态硬盘内，报警信息会实时上传到监测系统服务器并通知用户。可满足用户一次或几次直播频谱监测信息记录的要求。数据存储采用分段存储，循环覆盖的方式，当硬盘频谱数据填满时，时间最早的频谱数据将被覆盖，以实现数据不间断存储。用户可在每次直播业务结束之后，用专用的管理软件从MC8000中将所存储的数据全部导出到笔记本电脑上，进行离线分析和查询，这样可以长时间保存数据。该系统配备的ARGOSYNC监测软件，支持管理多个节点，并实现互联网应用。用户可以在任何时间，任何地点通过各种终端的浏览器访问监测系统，实时了解频谱监控状态。该系统支持同屏显示同一个节点的三个频段，同中央电视台于群屏显示多个节点的监测画面，用户可编辑同屏显示的频段画面数量以及画面所占屏幕的面积大小，最多可同时支持16个监测节点的频谱监测画面同屏显示。ARGOSYNC系统软件还支持合格线的创建，编辑和管理。用户可手动创建合格线，也可以根据目前频谱信号波形通过最大保持和最细小保持并加入偏移量，来自动创建合格线。系统软件支持同一段监测频谱下创建最多6条合格线的上溢和下溢的报警模式设置。MC8000终端设备还配备了本地管理软件，用户可以直接通过平板电脑或笔记本通过WiFi直接登录无线电磁环境监测系统节点，可配置无线电磁环境监测系统节点的参数，并可以将固态硬盘中保存的频谱数据和报警信息导出到本地进行备份或离线分析。该监测系统软件提供用户管理功能，可增加和删除用户，可对用户进行权限管理，进行组划分。该软件还可对频谱监测节点终端设备进行管理，包括设备的序列号、软件版本、选件及校准状态、使用权限等功能。该监测软件还有地址信息管理功能。地址信息可以为测量设备提供一个准确的地理名称，通过地图接口和设备的GPS看到测量时的地理位置。

　　中央电视台在使用中通常部署三个节点，其中两个节点部署在转播周边区域制高点，另一节点部署在转播综合区的微波车内，本地服务器部署于微波车内，微波车作为整个无线电磁环境监测系统的总控制节点。演练及直播中，项目负责人可在微波车内通过PC机从服务器实时调取各个节点的频谱数据及监看报警信息。(见图1)我们在操作时首先检查所需携带的设备是否完整。其中包括GPS天线，LTE天线，4G数据卡，WiFi通信模块，笔记本电脑及三脚架。到达现场后首先应全面普查现场电磁环境，然后设定使用的通信频率及备用频率。完成无线电磁环境系统的节点设置。转播过程中，监控报警信息，根据报警的严重程度，确定是否要切换到备用信号传输频率。转播任务完成后对本次无线电磁环境监测结果进行总结分析，总结经验。同时可将各个节点的历史数据导出存档，进行后续分析。该系统建成后，为中央电视台电视直播科学选择使用的无线频率提供依据，中央电视台通过此系统可监测转播区域范围内无线电频率的使用情况及报警信息，在重大事件直播中清楚掌控无线电磁环境，防患频率干扰，确保无线传输稳定，保障安全播出。

　　作者：于群 单位：中央电视台